3D-Druck in der Anwendung

Quelle: © Mittelstand-Digital Zentrum Ilmenau

Die Modellfabrik 3D-Druck hat die Unternehmen Schubert & Salzer Feinguss Lobenstein GmbH und Portec GmbH bei der spezifischen Anpassung ihrer Maschinen unterstützt.

Problemstellung

Im Maschinenbau sind Flexibilität und Spezialisierung seit Jahren zentrale Anforderungen. Die Maschinen werden nicht mehr weltweit gleich verkauft, sondern spezifisch angepasst. Sodass sich für den asiatischen, den amerikanischen und den europäischen Markt Varianten ergeben. Des Weiteren entstehen verkürzte Entwicklungs- und Bestellzeiten.

Zielsetzung

3D-Drucker bieten in diesem Fall besonders großes Potenzial. Es gibt Geräte, die speziell für Feinguss- und Designmodelle aus Kunststoff entwickelt wurden. Außerdem ermöglichen sie eine direkte Herstellung der Positivformen für den Guss, ganz ohne Aluminiumwerkzeug. Das macht vieles wirtschaftlicher, vor allem wenn es um Einzelteile, Kleinstserien, komplexe Geometrien und die Entwicklung von Prototypen geht.

Projektbeschreibung

Zu Beginn des Prozesses entsteht die Erstellung eines digitalen Volumenmodells, meist mit CAD-Programmen oder durch das so genannte „Reverse Engineering“. Dabei werden vorhandene Bauteile eingescannt, um daraus 3D-Daten zu erzeugen. Das Verfahren kommt zum Beispiel bei der Produktion von Ersatzteilen zum Einsatz, wenn die Zeichnungen nur in Papierform vorliegen oder die Aluminiumwerkzeuge zur Herstellung der Wachsform nicht mehr vorhanden sind.
Anschließend durchläuft das gedruckte Positivteil die gleiche Prozesskette wie ein klassisches Wachsmodell. Verwendet werden Materialien, die sich möglichst rückstandslos ausbrennen lassen und keine zusätzliche Umweltbelastung darstellen.
Dieser Prozess weist zahlreiche Vorteile auf. Der Arbeits- und Zeitaufwand mit der neuen 3D-Druck-Technik ist zwar sehr ähnlich zum klassischen Verfahren, aber die Einmalkosten zur Herstellung des Aluminiumwerkzeuges entfallen. Das ist der entscheidende Vorteil, um Einzelteile, kleine Stückzahlen und komplizierte Geometrien im Feingussverfahren fertigen zu können.

Einige Unternehmen aus dem Feinguss haben bereits 3D-Drucker erfolgreich im Einsatz. Unter anderem die „Schubert & Salzer Feinguss Lobenstein GmbH“ ist ein mittelständisches Unternehmen mit insgesamt 200 Mitarbeitern im ostthüringischen Bad Lobenstein. Umgeben vom Thüringer Wald wurde es hier vor mehr als 50 Jahren gegründet. Heute zählt es zu den modernsten Feingießereien Europas. Gefertigt werden insbesondere kundenspezifische Gussteile. Man setzt inzwischen auf Kleinserien statt Großproduktion. Die Spezialisierung auf Kleinmengen war eine Reaktion auf die neuen Anforderungen des Marktes.
Des Weiteren wurde die „Portec GmbH“ mit Sitz in Zella-Mehlis wurde 1994 als „spin off“ der TU Ilmenau gegründet und beschäftigt gegenwärtig 23 Mitarbeiter, unterstützt. Das Unternehmen ist spezialisiert auf die Herstellung von Prototypen und Kleinserien aus Kunststoff und Metall. Prototypen aus Metall werden im Feinguss hergestellt. Dabei kommen auch verschiedene 3D-Druck-Verfahren zum Einsatz.